なぜ気温が30度近くなると暑いと感じるのか

質問

人の体温よりも低いのに、30度近くなると暑いと感じるのはなぜですか？
ネットで検索するとあるサイトでの解説とYahoo!知恵袋での回答に矛盾があり、どちらが正しいのか分からなくなってしまいました。

あるサイトというのがこちら。（説1）

38℃の日は暑いのに38℃の風呂に入ると熱くないのはなぜか
https://www.shizecon.net/award/detail.html?id=15
要約すると、人間は皮膚温と外部の温度の差によって寒暖差を感じる。38℃の空気中では気化熱により低下した皮膚温（34～35℃）と外気温（38℃）に差が生まれ暑く感じる。一方、38℃の風呂の中では皮膚温はすぐに38℃に上昇し、皮膚温とお湯の温度に差が生まれないため暑く感じない。
これを説1とします。

Yahoo!知恵袋の回答というのがこちら。（説2）

気温が体温より低いのに暑いのはなぜですか？
https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1092540070
要約すると、人は常に熱を生産していて無意識に放熱している。30℃近くなると放熱の効率が悪くなり、それによって人は暑いと感じる。
これを説2とします。

どちらも正しいように思えます。
しかし、説1を肯定した場合、気化熱により低下する皮膚温の下限（34℃）よりも外気温が低い場合には暑く感じないという結論になってしまいます。
一方、説2を肯定した場合、体温よりも若干高い38℃のお湯では放熱が上手くできないため、暑く感じるという結論になってしまいます。

正しい説はどちらでしょうか？
もしくは他に正しい説があるのでしょうか？

予測とか～と思いますみたいな回答は求めていません。この手の分野に詳しい方の回答をお願いします。

回答No.5

fujic-1990

遅くなりました。もう興味をなくされたかもしれないので、私としては簡単に。

　まず人間の体を作っているタンパク質ですが、42度を超えたあたりから固まり始めます。つまり筋肉が伸びたり縮んだりしなくなるので、逃げられない。つまり、恒温動物の人間にとって体温を超える温度は危険なのです。

　もちろん、寒さも危険ですが、質問から外れますので今回は説明しません。

　空気中では、人間はそこで体を動かしさらに体温が上がる「生活」をしなければなりません。生きるために体温を冷やさなければならないのに、気温があがるとそれが困難になります（汗が蒸発しにくい、などなど）。

　外気が30度を越えると（30度と決まったものではありませんが）、体温が冷やしにくくなってきたことを意味します。それが続くと死に到りますので、脳は体に「休もう」「体温を下げよう」と警告を発しなければならないわけです。

　その警告が「暑い」と名付けられている感覚です。

　他方、水温38度くらいの風呂に浸かっても「ぬるい」と感じる事はあっても「熱い」とは感じません。これは「慣れ」です。

　話が飛びますが、耳は眠っている間も音を（音が来ましたという情報を起きているときと同様に）脳に送っています。しかし、電車の線路の隣にある家の人は、大騒音をたてて家を揺らしながら電車が通っても平気で眠っていられるのです。五月蠅いとは感じないのです。

　でも、ガラス戸が（ガチャン！ではない）「カチャン」と小さな音を出して割れると目覚めるのです。

　どういう仕組みかというと、経験から、「電車の騒音・震動は自分を害するものではない」と脳が判断して、回線をオフ（無視）にしているのに対して、ガラス戸が割れる音など聞き慣れない「異常音」は、泥棒などの手で自分が殺される危険などを感じて、オンにして受け入れるからです。

　聞き慣れた音と異常音とでは、脳が感じ方にフィルターを掛けているとでもいいましょうかね。

　話は戻りますが、人間は生まれて、まだ脳が体を守る活動していない乳飲み子のころから、風呂に入れられ、体のタンパクが固着する前に風呂から上げられ続けます。

　そしてその後、それまで湿って気持ち悪かったオシメが交換されるなど、良い気持ちを味わい続けてきたのです。

　つまり、経験的に「30度を超えるお風呂」はなんら危険のあるものではなく、「熱い」などと認識して体に警報を出す必要のないものなのです。どうせすぐ風呂から上がるハズなのですから。

　むしろ、上がったあとに爽やかな思いができるはずで、次に休みが待っている土曜日の夜のような開放感を得られる、リラックスできる状態なのです、脳にとっては。

　故に、30度や38度の水温は「気持ちいい」のであり「熱い」とは感じません。

　それでも「50度」のような、体験したことのない湯温ならそれまでの人生での「慣れ」が通用しませんから「熱い！」と叫ぶことになります。

回答No.4

kaitara1

熱伝導率の差ではないでしょうか。空気は良好な断熱材です。一方水の熱伝導率は非常に高いです。30度のお風呂では急速に体温は奪われます。一方同じ温度の空気でも体温は簡単に奪われません。風が吹けば変わりますがお風呂の水（お湯）ほどの効果はでません。素人の想像です。

回答No.3

marukajiri

問題の前に、確認しておかなければならないことがあります。人間は常に熱を作り続けていますね。これは人間が恒温動物であり、熱を作り出すことにより身体の温度を一定に保ち、生命を維持しているからです。そして、我々人間は、周りの温度が高くなれば汗をかき、発汗によって体温を下げようとします。逆に、温度が低くなれば、身体を動かしてさらに発熱して寒さに耐えるか、服を着こんだりして、防寒対策をしたりします。一般的に、人間が快適に過ごせる温度は25℃あたりだということでよろしいでしょうか。

さて、人間の体温が36℃の時、30℃の空気が周りを取り囲んでいた場合、人は暑いと感じます。快適に過ごせる25℃よりも温度が高いので、人は汗をかいて汗が蒸発することにより体温を下げようとするのです。しかし、30℃の気温の状態では、汗のすみやかな蒸発は難しく、ダラダラと汗が流れ続け、その汗は皮膚にまとわりついた状態でとどまりますので、体温は下がらず、ますます暑く感じてしまうのです。この時、皮膚の表面の空気は体温であたためられ、薄い層を形成しています。

ところが水温30度の水に入ると、少し冷たく感じます。空気の時と同じ温度でなぜこうも違うのか疑問に思うと思います。これは水と空気の分子の数の違いが関係していますし、熱伝導効率の面からいうと、液体の方が気体よりも熱伝導効率が高いということも関係しています。

１リットルの水の中には、約３×10の25乗個（１兆個の30兆倍）の水分子があります。それに対して、１リットルの30℃の空気の中には、約3×10の22乗個（１兆個の300億倍）の空気分子があります。どちらもすごく大きな量なので、比べようがないように感じられますが、水の中の分子の数は、同じ体積の空気の中の分子数に比べて、約千倍も多いのです。水の分子の数は多いので、皮膚に衝突して熱をもらい、その結果速度が速くなっても、すぐに周りの他の水分子と何度も衝突して、結局、元の運動状態に戻ります。

それに対して、空気の分子の密度は、水と比べるとずっと希薄でスカスカです。30℃の空気分子が皮膚の分子と衝突して熱をもらったあと、周りの他の分子と衝突する頻度は、水に比べてぐっと少なくなります。ですから、30℃の空気と言っても、私たちの体のまわりには30℃より高い温度の空気の層が漂っているのです。暑い時に人が近くにいると、より暑苦しく感じますが、実際に人の周りの温度は上がっているのです。風が吹くと涼しく感じる理由は、体の周りにある温度の高い（それと湿度も高い）空気を吹き飛ばしてくれるからです。

また、密度の違いは、奪う熱の量にも影響します。水の中の分子数はずっと多いので衝突回数も多く、その分、熱を大量に奪っていきます。ですから、同じ温度でも、水の方が冷たく感じるのです。水の中でも、空気と同じように、体の周りに体温に近い温度の水の層を作りますが、分子同士の衝突回数が多い分、その効果は空気のときよりも少なくなります。それでも、私たちの体の周りに体温に近い水の層ができることは実感できます。冷たいプールに入ったとき、じっとしていれば、それほど冷たく感じなくても、プールの中で動くと冷たく感じるという経験はあるでしょう。熱い方も同じです。熱いお風呂に入った場合、じっとしていれば、その熱さに耐えられても、体を動かすと熱く感じることがあります。これらは、体の周りに体温に近い水の層ができている証拠です。

さらに高温のサウナに入った時のことを考えてみましょう。気温でいえば80℃～90℃になっていることもあるかもしれません。もしもそんな温度のお湯に飛び込んだら大やけどで大変なことになるでしょう。サウナに入っても大丈夫なのは、サウナの中にある空気分子が皮膚の表面に次々とくっつき、空気の層を形成して身体にとってはバリヤーのような役目を果たしてくれるからです。気体の熱伝導率は液体よりもかなり低いので、周りの高温になっている空気分子が、身体についる空気分子の温度を上げようとするのですが、熱伝導効率が悪いため、ある一定の温度からなかなか温度が上がらなくなるのです。

サウナに入った直後は、皮膚に80℃～90℃の空気分子がぶつかってきて、皮膚の温度を上げようとするので、かなり暑く感じるのですが、空気分子が次々と皮膚につき、薄い層を形成すると、皮膚が直接高温の空気分子にぶつからなくなるので、ある程度耐えられるようになるのです。

お礼

長文での解説ありがとうございます。
疑問が残ってしまいました。
体温よりも若干高い38℃のお風呂では、なぜ温く感じるのでしょうか。熱伝導率が高くても人間の体温よりも高いため、熱を奪うことができず、結果熱く感じるはずではないのかと素人目線で考えてしまいます。

回答No.2

g27anato

一般的な体温は概ね36度台と想定できますが、
これは皮膚表面からの発汗や放熱によって体温上昇が抑えられてるものです。

個人差はありますが、その効果は気温25度程度で維持されてます。
質問が30度の想定であれば、皮膚表面における上昇抑制の効果は少し落ちてると考えなければなりません。

気温30度台で熱中症により亡くなった人の体温は死亡直後で40度だったそうです。
「発汗」や「放熱」の機能が全く追いつかず、体温そのものが気温より高くなってしまったものと考えられます。

人の体温は空気中では汗の気化によってコントロールされ、それが体感温度（気温ではなく体に感じる暑さ）に反映してます。
それが質問での気温30度で汗の状態などから「暑く感じる」という前提になってます。
もし30度でも湿度が低く風があれば、さほど暑く感じない筈です。
もし30度でも直射日光に当たっているなら、体表面で感じるのは「暑い」ではなく「熱い」となる筈です。

では風呂の38度はといえば、これは「熱い」ではなく「温（ヌル）い」です。
これは体表面で「体温より少し高い水温」の感覚です。
「発汗」とか「放熱」という機能は全く反映しません。
長く浸かっていれば、体内まで温度が上昇して「ノボセ」ることになります。

風呂の場合は体表面全体が38度に浸かるのが質問の前提です。

気温30度の前提では、日照、湿度、発汗、風、衣類等、皮膚表面の状況によって体感温度も全く違ってきます。

気温30度でも、その状況次第では暑く感じない場合もあります。
気温30度でも、状況次第では体温をコントロールできない場合もあります。

気温の話と風呂の話では前提が一致してないので、
同じ温度の話であっても話の中身は似ていながら違うものになります。

それを同じものとして捉えようとしても、そこには矛盾が生じるばかりとなるのも不思議なことではありません。

回答No.1

kaitara1

汗は関係ないでしょうか。熱いお風呂でも皮膚は熱いと感じていますし、汗をかいているが見えないのではと思います。想像ではだめですか。

補足

38℃の屋外でも38℃の風呂でも汗はかきます。なぜ30℃の屋外では暑く30℃の風呂ではぬるく感じるのか